《2018-2019學年高中物理 第二章 原子結構 2.3 光譜 氫原子光譜課件 教科版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第二章 原子結構 2.3 光譜 氫原子光譜課件 教科版選修3-5.ppt（54頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

3光譜氫原子光譜,一、光譜1.定義:復色光通過棱鏡分光后,分解為一系列_______,而且按_________的順序排列成一條光帶,稱為光譜。2.發(fā)射光譜:(1)線光譜:_____的線狀光譜。(2)連續(xù)光譜:___________光帶組成的光譜。,單色光,波長長短,分立,連續(xù)的彩色,3.吸收光譜:在連續(xù)的彩色背景下有一些_____的光譜。4.原子光譜:只有對于同一種原子,_______的位置才是_____的,這種譜線稱為原子光譜。5.光譜分析:由于原子發(fā)光的頻率只與_________有關,因此某種原子的光譜可用來鑒別物質中_________這種原子,含量的多少。,暗線,線光譜,相同,原子結構,是否存在,二、氫原子光譜1.許多情況下光是由原子內部電子的運動產生的,因此光譜研究是探索原子結構的一條重要途徑。2.巴爾末公式:=__________(n=3,4,5,…)其中RH叫作___________。其值為RH=1.0973731568548107m-1。,里德堡常數,3.巴爾末公式的意義:以簡潔的形式反映了氫原子的線光譜,即輻射波長的_____特征。,分立,【想一想】在巴爾末系中,光譜線的波長最長和最短時所對應的n的取值是多少?提示:由巴爾末公式,n=3、4、5,…可知,當n=3時,波長最長。當n→∞時,波長最短。,知識點一、光譜的分類和光譜分析思考探究:,觀察以上三幅圖片,請思考以下問題:(1)白熾燈泡發(fā)出的強光經過分光鏡后會獲得光譜,其光譜對應的是哪幅圖?(2)在酒精燈的火焰上撒一些鈉鹽后,光經過分光鏡后也會獲得光譜,其光譜對應的是哪幅圖?(3)用弧光燈發(fā)出的白光照射鈉蒸氣后,光經過分光鏡后也會獲得光譜,其光譜對應的是哪幅圖?,【歸納總結】1.光譜的分類:,2.線光譜和連續(xù)譜的不同之處:,3.太陽光譜:(1)太陽光譜的特點:在連續(xù)譜的背景上出現一些不連續(xù)的暗線,是一種吸收光譜。,(2)對太陽光譜的解釋:陽光中含有各種顏色的光,但當陽光透過太陽的高層大氣射向地球時,太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光,然后再向四面八方發(fā)射出去,到達地球的這些譜線看起來就暗了,這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線。,4.原子光譜:不同元素的原子產生的明線光譜是不同的,但同種元素的原子產生的明線光譜卻相同,說明每種原子只能發(fā)射其本身特征的某些波長的光,因此明線光譜中的光譜線也叫元素的特征譜線——原子光譜。,5.光譜分析:(1)優(yōu)點:靈敏度高,分析物質的最低量達10-10g。(2)應用:①應用光譜分析發(fā)現新元素;②鑒別物體的物質成分;③應用光譜分析鑒定食品優(yōu)劣。,【特別提醒】某種原子線光譜中的亮線與其吸收光譜中的暗線是一一對應的,兩者均可用來作光譜分析。,【典例探究】【典例】(多選)關于太陽光譜,下列說法正確的是()A.太陽光譜是吸收光譜B.太陽光譜中的暗線,是太陽光經過太陽大氣層時某些特定頻率的光被吸收后而產生的C.根據太陽光譜中的暗線,可以分析太陽的物質組成,D.根據太陽光譜中的暗線,可以分析地球大氣層中含有哪些元素,【思路點撥】解答該題的關鍵是理解太陽光譜的形成機理,知道太陽光譜是太陽光經過太陽大氣層后產生的。,【正確解答】選A、B?？赏ㄟ^以下表格對選項逐一分析:,【過關訓練】關于光譜和光譜分析,下列說法不正確的是()A.太陽光譜是連續(xù)光譜,分析太陽光譜可以知道太陽內部的化學元素的組成B.強白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽蒸氣,形成的光譜是吸收光譜,C.進行光譜分析時,可以利用線狀光譜,也可以利用吸收光譜,但不能用連續(xù)光譜D.煤氣燈火焰上的鈉鹽產生的光譜是線狀譜,【解析】選A。太陽光譜是吸收光譜,這是由于太陽內部發(fā)出的強光經過溫度比較低的太陽大氣層時產生的,A錯誤。由吸收光譜產生的條件知B正確。光譜分析中只能用線狀譜和吸收光譜,所以C正確。煤氣燈火焰上的鈉鹽呈稀薄氣體狀態(tài),因此也是線狀譜。故正確答案為A。,【補償訓練】(多選)下列關于光譜的說法正確的是()A.連續(xù)光譜就是由連續(xù)發(fā)光的物體產生的光譜,線狀譜是線狀光源產生的光譜B.通過對連續(xù)譜的光譜分析,可鑒定物質成分C.連續(xù)光譜包括一切波長的光,線狀譜只包括某些特定波長的光,D.通過對線狀譜的明線光譜分析或對吸收光譜的暗線分析,可鑒定物質成分,【解析】選C、D.連續(xù)譜是指光譜是由連續(xù)分布的一切波長的光(一切單色光)組成的,而不是指光源是連續(xù)的.連續(xù)譜是由熾熱固體、液體及高壓氣體發(fā)光產生的,同理線狀譜是指光譜是由一些不連續(xù)的亮線組成的,由稀薄氣體或金屬蒸氣所發(fā)出的光產生,而不是指光源是線狀光源,A錯,C對;光譜分析是根據不同原子都有自己的特征譜線來鑒別物質和確定物質的組成成分的,連續(xù)譜,含有一切波長的光,不是原子的特征譜線,不能用來做光譜分析,而線狀譜和吸收光譜都有原子自身的特征譜線,所以可以用來做光譜分析,鑒定物質成分,其優(yōu)點是靈敏度很高,在發(fā)現和鑒定元素上有著重大的意義,B錯,D對。,知識點二、氫原子光譜的實驗規(guī)律思考探究:,以上是氫原子光譜的一部分,請思考以下問題:(1)氫原子光譜是連續(xù)光譜,還是線狀譜?(2)當n=3時,波長λ=?(3)當n=5時,波長λ=?,【歸納總結】氫原子是自然界中最簡單的原子,通過對它的光譜線的研究,可以了解原子的內部結構和性質,氫原子光譜線是最早發(fā)現和研究的光譜線。(1)氫光譜是線狀的,不連續(xù)的,波長只能是分立的值。,(2)譜線之間有一定的關系,可用一個統(tǒng)一的公式表達式中m=2對應巴爾末公式:,n=3,4,5,…。其譜線稱為巴爾末線系,是氫原子核外電子由高能級躍遷至n=2的能級時產生的光譜,其中Hα～Hδ在可見光區(qū)。由于光的頻率不同,其顏色不同。,m=1對應賴曼系m=3對應帕邢系即賴曼系(在紫外區(qū)),,n=2,3,4…帕邢系(在近紅外區(qū)),,n=4,5,6…,【特別提醒】(1)氫原子的線光譜反映了原子能量的量子化。(2)應用廣義巴爾末公式時注意m和n之間的關系及m的取值范圍。,【典例探究】【典例】巴爾末通過對氫光譜的研究總結出巴爾末公式(n=3,4,5,…),對此,下列說法正確的是()A.巴爾末依據核式結構理論總結出巴爾末公式B.巴爾末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性C.巴爾末依據氫光譜的分析總結出巴爾末公式,D.巴爾末公式準確反映了氫原子發(fā)光的實際,其波長的分立值并不是人為規(guī)定的,【思路點撥】解答該題應注意以下兩點:(1)巴爾末公式的由來。(2)巴爾末公式反映氫原子的發(fā)光分立性。,【正確解答】選C。巴爾末公式只確定了氫原子發(fā)光中的一個線系波長,不能描述氫原子發(fā)出的各種光的波長,也不能描述其他原子發(fā)出的光。故A、D錯,巴爾末公式是由當時已知的可見光中的部分譜線總結出來的,但它適用于整個巴爾末線系,包括可見光和紫外線,故B錯C對。,【總結提升】巴爾末公式的應用方法及注意問題(1)巴爾末公式反映氫原子發(fā)光的規(guī)律特征,不能描述其他原子。(2)公式中n只能取整數,不能連續(xù)取值,因此波長也只是分立的值。(3)公式是對在可見光區(qū)的四條譜線分析總結出來的,在紫外區(qū)的譜線也適用。,(4)應用時熟記公式,當n取不同值時求出一一對應的波長λ。,【過關訓練】(多選)關于巴爾末公式,n=3,4,5,…的理解,正確的是()A.此公式只適用于氫原子發(fā)光B.公式中的n可以是任意數,故氫原子發(fā)光的波長是任意的,C.公式中的n是大于等于3的正整數,所以氫原子光譜不是連續(xù)的D.該公式包含了氫原子的所有光譜線,【解析】選A、C。巴爾末公式是分析氫原子的譜線得到的一個公式,它只反映氫原子譜線的一個線系,故A對,D錯,公式中的n只能取不小于3的正整數,B錯,C對。,【溫馨提示】對氫原子光譜的理解及其應用是高考的熱點,特別是氫原子光譜的計算問題,在解決本類問題時,一定要仔細審題,然后利用巴爾末公式進行有關的計算。,【拓展例題】考查內容:氫原子光譜的問題計算氫原子光譜在可見光的范圍內有兩條譜線,其波長分別為654.5510-9m和484.8510-9m,根據巴爾末公式,求所對應的n.【思路點撥】根據給出的光譜線對應的波長應用巴爾末公式確定出n。,【正確解答】據巴爾末公式得答案:3和4,光譜分析問題的解題技巧解答光譜和光譜分析的問題,應從分析光譜的成因入手,理解不同譜線的特征.1.發(fā)射光譜連續(xù)譜和線光譜都是物體直接發(fā)光產生的光譜,同屬發(fā)射光譜.,(1)連續(xù)譜是由熾熱的固體、液體和高壓氣體直接發(fā)光形成的,光譜為一條光帶,含有各種頻率的光.(2)線光譜是由稀薄氣體或金屬蒸氣產生的.光譜是一些不連續(xù)的亮線,僅含有一些特定頻率的光.線光譜中每條光譜線對應著一種頻率,不同元素的原子產生的線光譜不同,因而可以用線光譜來確定物質的成分.,2.太陽光譜太陽光譜是吸收光譜.吸收光譜是由高溫物體發(fā)出的白光通過低溫物質,某些波長的光被吸收后產生的光譜,光譜是在連續(xù)譜的背景下有若干暗線,而這些暗線與線光譜的亮線一一對應,因而吸收光譜中的暗線也是該元素原子的特征譜線.,【案例展示】利用光譜分析的方法能夠鑒別物質和確定物質的組成成分,關于光譜分析下列說法正確的是()A.利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分B.利用物質的線狀譜就可鑒別其組成成分C.高溫物體發(fā)出的光通過物質后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分,D.同一種物質的線狀譜與吸收光譜上的暗線,由于光譜的不同,它們沒有關系,【正確解答】選B.由于高溫物體的光譜包括了各種頻率的光,與其組成成分無關,故A錯誤;某種物質發(fā)光的線狀譜中的明線與某種原子發(fā)出的某頻率的光有關,通過這些亮線與原子的特征譜線對照,即可確定物質的組成成分,B正確;高溫物體發(fā)出的光通過物質后某些頻率的光被吸收而形成暗線,這些暗線與所經物質有關,C錯誤;某種物質發(fā)出某種頻率的光,當光通過這種物質時,也會吸收這種頻率的光,因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相對應.D錯誤.,【易錯分析】本題易錯選項及錯誤原因分析如下:,